CN107564398A - 一种汽油机电控燃油供给系统实验台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽油机电控燃油供给系统实验台，包括气路组件、油路组件、ECU和动力模块；气路组件包括空气滤清器、节气门体、进气总管、节气门位置传感器、空气流量传感器和进气温度传感器以及多个进气支管和空气压缩机；油路组件包括汽油油箱、汽油滤清器、汽油泵、燃油分配总管、燃油压力调节器和多个喷油器；ECU采集节气门体的位置、气体流量和气体温度，ECU计算燃油供给量，ECU控制喷油管喷油；ECU控制空气压缩机工作。本发明解决了无法观察零部件结构以及各零部件之间运动关系的技术问题，本发明所提供汽油机电控燃油供给系统实验台，进行了模块化，在教学过程中学生能够明了直观的观察每一部分的结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机燃油供给系统的结构设计，特别是涉及汽油发动机电控燃油供给机构，将发动机燃油供给系统、供油的时刻、供油量等参数和发动机的工况进行有效连结。
背景技术
发动机燃油供给系统属于发动机的一大机构，是发动机的主要组成部分，在实际教学过程中，对结构的认知过程是通过一个一个的独立零部件完成的，缺乏相互之间的关联性，而且拆开的静态零部件，无法实现动态的运动过程。但如果将零部件组装成完整的结构装进发动机中，由于有发动机外壳封闭以及对发动机燃烧室封闭性能的要求，很难直观的看清零部件的结构以及各零部件之间的运动关系，无法让学生在转速变化的情况下，了解燃油与空气的混合情况。
发明内容
为了解决现有的发动机燃油供给系统工作原理教学时，学生无法观察零部件的结构以及各零部件之间的运动关系的技术问题，本发明提供一种汽油机电控燃油供给系统实验台。
本发明的技术解决方案：
一种汽油机电控燃油供给系统实验台，其特殊之处在于：包括气路组件、油路组件、ECU和动力模块；
所述气路组件包括空气滤清器、节气门体、进气总管、节气门位置传感器、空气流量传感器和进气温度传感器以及多个进气支管和与进气支管数量相同的空气压缩机；
空气经过空气滤清器后进入进气总管，所述节气门体位于进气总管的入口处，进气总管的出口分为多路，每一路均与进气支管连通，所述进气支管的出口处连接有空气压缩机；所述节气门位置传感器用于感应的节气门体的位置，所述空气流量传感器用于感应进入进气总管的气体流量，所述进气温度传感器用于感应进入进气总管的气体温度；
所述油路组件包括汽油油箱、汽油滤清器、汽油泵、燃油分配总管、燃油压力调节器和多个喷油器；所述汽油油箱中汽油的经过汽油泵泵出至燃油分配总管，后经过燃油压力调节器分别到每个喷油器，喷油器与进气支管一一对应，所述喷油器将汽油喷进进气支管；
ECU采集节气门体的位置、气体流量和气体温度，ECU计算燃油供给量，ECU控制喷油管喷油；ECU控制空气压缩机工作。
所述动力模块向ECU输入动力信号。
进一步的，为了清楚指示各缸的工作情况，还包括多个指示灯，所述指示灯串联在空气压缩机的开关电路上。
进一步的，为了清楚显示喷油器的工作情况，上述喷油器的电路上安装有指示灯。
进一步的，方便学生观察内部结构，直观了解工作过程，进气总管和进气支管均采用透明材料制作。
进一步的，所述动力模块为电机，所述电机的转速为多档位设计。
进一步的，所述汽油滤清器设置在汽油油箱的出口处，或者汽油滤清器设置在燃油分配总管的入口处。
本发明所具有的优点：
1、为了模拟进气时气缸内部的负压环境，从而形成吸气效果，在每个进气支管的出口处加装小型空气压缩机，并在其开关电路上串联LED灯。发动机工作时，当某一气缸进入进气行程时，ECU控制该缸压缩机工作，同时该缸的LED灯闪烁，表示该缸现在处于进气行程。通过LED的闪烁顺序，也可以判断出各缸的进气顺序即做功顺序。
2、本发明所提供汽油机电控燃油供给系统实验台，进行了模块化，将燃烧、气路、油路进行了分块划分，在教学过程中学生能够明了直观的观察每一部分的结构、各个部件之间的连接关系、工作过程及状况。
3、为了更为形象的模拟进气控制过程，节气门体与踏板相连，通过改变踏板位置，可以实现对节气门开度大小的调节，即实现对发动机负载的改变。
4、本发明将进气总管和进气支管均采用透明材料制作，方便学生观察内部结构，直观了解工作过程。
5、本发明的动力模块主要由驱动电机组成，作用是为整个系统提供动力，使凸轮轴能够按照一定转速旋转，主要模拟的是发动机的曲轴动力，并对电机的转速进行多档位设计，以满足对发动机多转速状况的模拟。
6、本发明主要应用于教学环节中，方便更直观清晰的了解电控燃油供给系统的结构及工作原理。
附图说明
图1为本发明汽油机电控燃油供给系统实验台气路、油路示意图；
图2为本发明ECU控制过程示意图。
具体实施方式
实施例1：一种汽油机电控燃油供给系统实验台，包括气路组件、油路组件、ECU和动力模块；
气路组件包括空气滤清器、节气门体1、进气总管、节气门位置传感器2、空气流量传感器和进气温度传感器以及多个进气支管和与进气支管数量相同的空气压缩机，
空气经过空气滤清器后进入进气总管，节气门体位于进气总管入口处，进气总管的出口分为多路，每一路均与进气支管连通，进气支管的出口处连接有空气压缩机；节气门位置传感器2用于感应的节气门体的位置，空气流量传感器用于感应进入进气总管的气体流量，进气温度传感器用于感应进入进气总管的气体温度；
油路组件包括汽油油箱、汽油滤清器、汽油泵、燃油分配总管、燃油压力调节器和多个喷油器；汽油油箱中汽油的经过汽油泵泵出至燃油分配总管，后经过燃油压力调节器分别到每个喷油器，喷油器与进气支管一一对应，喷油器将汽油喷进进气支管；
ECU采集节气门体的位置、气体流量和气体温度，ECU计算燃油供给量，ECU控制喷油管喷油；ECU控制空气压缩机工作。
动力模块向ECU输入动力信号。
动力模块主要由驱动电机组成，作用是为整个系统提供动力，使凸轮轴能够按照一定转速旋转，主要模拟的是发动机的曲轴动力，并对电机的转速进行多档位设计，以满足对发动机多转速状况的模拟；
气路组件为气体的流通渠道，由于汽油机燃油的喷射位置在进气支管上，为了更直观、更形象的观察喷油过程，将进气支管进行解剖(塑料罩盖形式)，使得喷油器喷油时直观可见。节气门开度调节开关，通过改变节气门的开度，从而调整发动机的负荷信息，节气门调节开关设置有怠速、小负荷、中负荷、大负荷及全负荷四个档位；
油路组件为发动机提供所需的燃油。
实施例2：还包括多个指示灯，指示灯串联在空气压缩机的开关电路上。喷油器的电路上安装有指示灯。
实施例3：进气总管和进气支管均采用透明材料制作，方便学生观察内部结构，直观了解工作过程。
本发明的工作原理：
ECU根据各传感器的信号计算喷油器的喷油量及喷油开始时刻。
ECU根据节气门位置传感器、凸轮轴位置及转速传感器的转速信号，结合存储器中存储的脉谱图信息，判断发动机工况，并结合进气温度及冷却液温度传感器的信号给定最佳的空燃比α，同时根据公式α＝A/F(其中A为空气流量传感器检测的空气流量，F为喷油器的供油量)算出F的数值，即为该工况下发动机的最佳供油量。
ECU根据凸轮轴位置及转速传感器的位置信号，在每缸进气过程中将燃油喷入对应缸的进气支管。
该试验台主要用于汽车构造课程的教学环节中，相比较于传统的独立零部件和视频演示，要更为直观、形象且容易与实车联系起来，便于理解和应用。通过该实验台学生可以更加直观的了解以下内容：
1)汽油发动机电控燃油供给系统的整个组成结构以及相互之间位置及工作的关系。在汽车结构中，发动机的燃油供给系统不是集中放置，而且很多部件都是内置的，学生很难理解零部件之间的相对位置及相互之间的关系，通过本实验台可以更加全面直观的了解汽油机的燃油供给系统，尤其是现代普遍采用的多点喷射电控燃油系统，对其燃油的供给路线以及电路的控制过程都有更全面的认识；
2)喷油器喷油量的控制过程。喷油器的喷油量主要是ECU根据发动机的工作状况和存储的最佳值经验数据综合得出的，影响喷油量的主要因素为发动机的转速和负荷，本实验台可以通过电机的转速变化模拟发动机的转速变化，而发动机的负荷变化通过节气门的开度变化体现，从而使学生更直接的理解整个喷油的控制过程；
3)喷油器喷油时间的控制。
喷油器开始喷油的时刻受凸轮轴的具体位置，即发动机各缸的工作状态控制，一般的喷油为进气行程；
4)当电机带动凸轮轴旋转时，可以根据凸轮轴上各凸轮之间的相对位置及运动情况，更为直观的确定四缸四冲程发动机的工作原理及各缸之间的工作顺序。
Claims (7)
1.一种汽油机电控燃油供给系统实验台，其特征在于：包括气路组件、油路组件、ECU和动力模块；
所述气路组件包括空气滤清器、节气门体、进气总管、节气门位置传感器、空气流量传感器和进气温度传感器以及多个进气支管和与进气支管数量相同的空气压缩机；
空气经过空气滤清器后进入进气总管，所述节气门体位于进气总管的入口处，进气总管的出口分为多路，每一路均与进气支管连通，所述进气支管的出口处连接有空气压缩机；所述节气门位置传感器用于感应的节气门体的位置，所述空气流量传感器用于感应进入进气总管的气体流量，所述进气温度传感器用于感应进入进气总管的气体温度；
所述油路组件包括汽油油箱、汽油滤清器、汽油泵、燃油分配总管、燃油压力调节器和多个喷油器；所述汽油油箱中汽油的经过汽油泵泵出至燃油分配总管，后经过燃油压力调节器分别到每个喷油器，喷油器与进气支管一一对应，所述喷油器将汽油喷进进气支管；
ECU采集节气门体的位置、气体流量和气体温度，ECU计算燃油供给量，ECU控制喷油管喷油；ECU控制空气压缩机工作；
所述动力模块向ECU输入动力信号。
2.根据权利要求1所述的汽油机电控燃油供给系统实验台，其特征在于：还包括多个指示灯，所述指示灯串联在空气压缩机的开关电路上。
3.根据权利要求1所述的汽油机电控燃油供给系统实验台，其特征在于：所述喷油器的电路上安装有指示灯。
4.根据权利要求1或2或3所述的汽油机电控燃油供给系统实验台，其特征在于：所述进气总管和进气支管均采用透明材料制作。
5.根据权利要求4所述的汽油机电控燃油供给系统实验台，其特征在于：所述动力模块为电机，所述电机的转速为多档位设计。
6.根据权利要求5所述的汽油机电控燃油供给系统实验台，其特征在于：所述汽油滤清器设置在汽油油箱的出口处，或者汽油滤清器设置在燃油分配总管的入口处。
7.根据权利要求6所述的汽油机电控燃油供给系统实验台，其特征在于：所述空气流量传感器和进气温度传感器均位于进气总管内。
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